ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 259
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
| № п/п | Наименование инновационного технического решения | Описание документа-источника | Сведения об авторах и организации | Описание сущности инновационного решения | Результаты анализа достоинств и недостатков |
| 1 | Система очистки сточных вод | Патент РФ № 2483032 (опубликован 27.05.2013) | Авторы: Кочетов О.С. (RU), Стареева М.О. (RU), Стареева М.М. (RU) | Технически достижимый результат – повышение качества и эффективности очистки сточных вод за счет улучшения конструкции жироуловителя. Это достигается за счет того, что в системе очистки сточных вод, содержащей блок механической очистки сточных вод, включающий в себя решетки, песколовку, жироуловитель, отстойник, а также блок биологической очистки, состоящий из аэротенка, метантенка, отстойника, иловых площадок и установки для выработки биогаза. Жироуловитель, содержащий железобетонный корпус, выполнен в виде параллелепипеда, имеющего наклонное днище, с вертикальными стенками, сверху которых смонтирован съемный настил, который снимается при удалении всплывшей массы, а под верхним настилом на расстоянии не менее 30 см смонтирован съемный нижний настил для проведения профилактических работ или устранения аварийной ситуации в случае залповых выбросов, а к одной из вертикальных стенок примыкает бокс для регенерации жироуловителя горячей водой, или паром, или механическим средством в случае забивки трубопровода для выпуска сточных вод в канализацию. Причем противоположно боксу на вертикальной стенке расположен трубопровод для подачи сточных вод, а заборное отверстие для выпуска сточных вод расположено в нижней части корпуса, рядом с аварийным клапаном для выпуска стока в случае забивки заборного отверстия. При этом на одной из вертикальных стенок и днище корпуса смонтированы вибраторы, выходы которых соединены с блоком управления | Наиболее близкой к заявляемому устройству является известная установка для очистки сточных вод, состоящая из аэротенка-осветлителя с трубопроводами подачи сточных вод и отвода осветленной жидкости и биореактора. Аэротенк-осветлитель выполнен в виде открытой сверху емкости, разделенной вертикальной внутренней оболочкой на внутреннюю камеру осветления с колпаками и наружную камеру аэрации со струйными аэраторами в ее верхней части. Аэротенк-осветлитель соединен с биореактором с помощью трубопровода (патент РФ № 2165392, кл. С02F 3/02 – прототип). Недостатками известной установки является то, что в самой верхней части камеры аэрации находится наиболее загрязненная жидкость, смешанная со свежими, вновь поступившими стоками, содержащими жировые компоненты |
| 2 | Система очистки сточных вод (варианты) | Патент РФ № 2572577 (опубликован 20.01.2016) | Авторы: Ульрих Д.В. (RU), Брюхов М.Н. (RU), Тимофеева С.С. (RU), Денисов С.Е. (RU) Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ» (НИУ)) (RU) | Техническим результатом является повышение эффективности очистки сточных вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов. Это достигается тем, что в системе очистки сточных вод, содержащей последовательно расположенные от стока фильтрующие элементы, биопруд и водоотвод, в качестве фильтрующих элементов система содержит фильтрационную секцию, заполненную известняком с коэффициентом водопроницаемости Кф = 10–20 м/сут, и фильтрующий модуль в виде заключенного в сетчатые коробчатые контейнеры материала на основе дунитов, при этом в биопруд высажены макрофиты в виде комплекса гидатофитов, гидрофитов, гелофитов, дно и стенки биопруда и фильтрационной секции выполнены из экранирующего слоя суглинков (вариант 1). В варианте 2 в качестве фильтрующих элементов система содержит фильтрационную секцию, заполненную гравием с коэффициентом водопроницаемости Кф = 10–20 м/сут и нефтедеструкторами, отгороженную от биопруда барьером в виде стальных сеток, при этом в биопруд высажены макрофиты в виде комплекса гидатофитов, гидрофитов, гелофитов, дно и стенки биопруда и фильтрационной секции выполнены из экранирующего слоя суглинков, в качестве фильтрующих элементов система содержит фильтрационную секцию, заполненную гравием, и в случае присутствия нефтепродуктов в стоке может содержать нефтедеструкторы. Технический результат – интенсификация биологических процессов в биопруду за счет предварительной фильтрации через известняк и дуниты для повышения pH сильнокислых стоков (вариант 1) или предварительной фильтрации через гравий и нефтедеструкторы для очистки слабокислых и нефтесодержащих сточных вод (вариант 2) и специального подбора растений и микроорганизмов. Фильтрация сильнокислых сточных вод через фильтрационную секцию, заполненную известняком, способствует повышению pH стоков. Последующая фильтрация через фильтрационный модуль, заполненный материалом на основе дунитов, является вспомогательной для нормализации pH в сильнокислых стоках. Фильтрация слабокислых сточных вод через фильтрационную секцию, заполненную гравием и нефтедеструкторами, способствует предварительной обработке стока от механических загрязнений и позволяет при необходимости задерживать и окислять нефтепродукты, находящиеся в промышленном стоке совместно с тяжелыми металлами. Наличие в биопруду макрофитов способствует минимизации тяжелых металлов в стоке за счет биоаккумуляции Система (вариант 1) содержит последовательно расположенные от стока фильтрационную секцию, заполненную известняком с коэффициентом водонепроницаемости Кф=10-20 м/сут, фильтрационный модуль, заполненный материалом на основе дунитов, заключенный в сетчатые коробчатые контейнеры, биопрудс растениями-макрофитами в виде комплекса гидатофитов, гидрофитов, гелофитов. Дно и стенки биопруда и фильтрационной секции выполнены из экранирующего слоя суглинков. На дне пруда над слоем суглинков расположен слой из осадков природных вод в качестве субстрата для растений. Глубина пруда не менее 1,5-2 м. У противоположной от стока стенке биопруда выполнены дренаж и водоотвод. В варианте 2 непосредственно у стока расположена фильтрационная секция, заполненная гравием с коэффициентом водонепроницаемости Кф=10-20 м/сут и нефтедеструкторами, огороженная от биопруда барьером в виде стальных сеток. | Известен биологический пруд (RU 51017, C02F 3/32, 2005 г.), содержащий водоем с подводными многоуровневыми дамбами, выполненными в виде многослойного горизонтального фильтра, на дамбы на разных уровнях высажена водная растительность, а на междамбовых участках заселены растения-гидрофиты. Каждый уровень дамбы состоит из горизонтального фильтрующего слоя загрузки, на верхней части которого высажена высшая водная растительность. Фильтрующие уровни загрузки состоят из различных материалов – инертных или сорбционных и ионообменных. Недостатком данного биологического пруда является усложненная конструкция фильтрующих дамб, что влечет за собой сложность в регенерации или утилизации отработанных сорбентов, так как их сорбционная активность недолговечна. Существенным недостатком является недостаточная степень очистки сточных вод от тяжелых металлов в условиях сильнокислых стоков, плохо поглощаемых водной растительностью, микроорганизмами или сорбентами. Известно устройство для очистки сточных вод (RU 92418, C02F 3/32, 2005 г.), представляющее собой русловое биоплато с входом и выходом, имеющее трапецеидальное сечение, и с донным грунтом, содержащим осадочную опалкристобалитовую породу Закеевского месторождения Калужской области, на котором высажены водные растения. Это устройство недостаточно эффективно очищает сточные воды от тяжелых металлов выбранными макрофитами в сильнокислых средах. Наиболее близкой к заявляемому является система очистки сточных вод на предприятиях нефтяной, нефтехимической промышленности (RU 49526, C02F 3/32, 2005 г.). Система содержит последовательно соединенные между собой водосточный коллектор, отстойную камеру и биоплато с высшей водной растительностью. Стенки отстойной камеры и биоплато выполнены из габионных конструкций в виде заполненных камнями сетчатых коробчатых контейнеров, внешние границы которых образованы каменным материалом изверженных и/или метаморфических пород, а внутреннее пространство заполнено известняком, при этом в биоплато введены микрофлора и микроорганизмы, имеющие в своем составе бактерии псевдомоноса, родокков и дрожжей кандида и других микроорганизмов – деструкторов нефтяных углеводородов. Однако эта система обеспечивает лишь минимальную очистку сточных вод от тяжелых металлов и недостаточно эффективную очистку сточных вод от нефтепродуктов, а также трудоемка в обслуживании |
| 3 | Система электрохимической очистки сточных вод | Патент РФ № 2493111 (опубликован 20.09.2013) | Авторы: Кочетов О.С. (RU), Стареева М.О. (RU), Стареева М.М. (RU) | Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы системы очистки, а также улучшение условий ее эксплуатации в аварийных ситуациях Это достигается тем, что в системе очистки сточных вод, содержащей жироуловитель, пневмофлотатор, сорбционный фильтр и биореактор, дополнительно содержится электрохимический модуль очистки, который выполнен в виде двух резервуаров. Резервуар для сбора сточной воды, резервуар для электролиза, а также содержит выпрямитель, блок гальванометров, насос подачи сточной воды и циркуляционный насос, соединяющий резервуары. Жироуловитель содержит железобетонный корпус, выполненный в виде параллелепипеда, имеющего наклонное днище, выполнен с вертикальными стенками, сверху которых смонтирован съемный настил, который снимается при удалении всплывшей массы, под верхним настилом, на расстоянии не менее 30 см, смонтирован съемный нижний настил для проведения профилактических работ, или устранения аварийной ситуации в случае залповых выбросов, а к одной из вертикальных стенок примыкает бокс для регенерации жироуловителя горячей водой или паром, или механическим средством, причем противоположно боксу на вертикальной стенке расположен трубопровод для подачи сточных вод, а заборное отверстие для выпуска сточных вод расположено в нижней части корпуса, рядом с аварийным клапаном для выпуска стока, при этом на одной и вертикальных стенок и днище корпуса смонтированы вибраторы, выходы которых соединены с блоком управления. | Известна система очистки сточных вод с жироуловителем по патенту РФ № 2432321, Кл. Е03В 3/04. Недостатком данного устройства является сравнительно невысокая надежность работы вследствие неэффективности цикла ее промывки. Наиболее близкой к заявляемому устройству является известная система для очистки сточных вод по патенту № 2156749, состоящая из жироуловителя, пневмофлотатора, сорбционного фильтра и биореактора. Недостатком данного устройства является сравнительно невысокая надежность работы и эффективность очистки из-за отсутствия в системе электрохимического модуля очистки |
| 4 | Система очистки сточных вод | Патент РФ № 2097102 (опубликован 27.11.1997) | Д. Томас Мерфи (US) | Предлагаемая система очистки отличается от описанной выше в первую очередь тем, что емкость установлена с возможностью перемещения по высоте резервуара, перегородка подвешена и простирается до верха резервуара, выполненного герметичным, при этом устройство для декантации расположено с возможностью слива стоков из-под поверхности жидкости в резервуаре. Указанные отличия предлагаемой системы очистки сточных вод, а также дополнительные, отраженные в зависимых пунктах формулы изобретения обеспечивают ей преимущества, которые подробно описываются далее. Ниже приведены определения некоторых терминов, используемых в описании: СУСП – сборник, уравнивающий скорость притока; ЦРНП – циклический реактор непрерывной подачи; РК – растворенный кислород; РСП – расчетный суточный поток (средний за 24 ч, пиковый в течение часа); приток – входящие сточные воды; отток – исходящие сточные воды. отстой – надосадочная жидкость; БПК5 – биологическая потребность в кислороде; ливень – необычно сильная подача притока; СТВВЖ – смешанные твердые вещества, взвешенные в жидкости; ОСВТВ – общее содержание взвешенных твердых веществ. Изобретение является системой очистки сточных вод, которая ниже будет называться ЦРНППДРА, что расшифровывается как циклический реактор непрерывной подачи с периодической декантацией и расширенной аэрацией. Система реализует технологию активированных полужидких отбросов с непрерывной подачей, а также периодическую циклическую обработку в системе, требующей лишь одного резервуара. Эта система использует единственный резервуар (реакционный резервуар), предпочтительно изготовленный из стекловолокна, в котором активированные полужидкие отходы аэрируются в течение нескольких заданных циклов. Разделение твердых и жидких веществ происходит во время части цикла, когда воздух не подается. В конце части цикла, когда воздух не подается, очищенный отток декантируется или сливается непосредственно из-под поверхности жидкости. Подача притока может происходить непрерывно в любое время. Таким образом, уравнивание потока, биологическое окисление, нитрификация, денитрификация, вторичное осаждение и аэробное перегнивание осадка происходят в одном и том же объеме. Продолжительность цикла зависит от конкретных параметров системы и условий ее эксплуатации. Циклический реактор непрерывной подачи (ЦРНП) системы с ПДРА сочетает в себе реактор с единым резервуаром, периодическую или циклическую систему расширенной аэрации и реализует принципы непрерывного потока активированных полужидких отбросов и расширенной аэрации. Это система с наполнением и отбором, которая позволяет осуществлять непрерывную подачу (приток) в резервуар (реакционный резервуар). Суть процесса заключается в наличии слоя активированных полужидких отбросов, который уменьшает БПК5 и ОСВТВ, а также устраняет азот и фосфор при отсутствии полимеров и фильтров. Пропорция питательных веществ и микроорганизмов (П:М) может колебаться от 0,04 до 0,3 фунтов БПК5 на фунт ОСВТВ в сутки, а расчетные концентрации общего содержания взвешенных твердых веществ (ОСВТВ) могут быть от 2000 до 15 000 мг/л. Практика показала, что наибольшая эффективность достигается при концентрации ОСВТВ в интервале от 2000 до 8000 мг/л. При расчетном времени удержания (РВУ) 18–36 ч и возрасте полужидких отбросов (ВПО) не менее 20 дней параметры системы с ПДРА соответствуют стандартам расширенной аэрации. При таких расчетных параметрах типичный выход твердых веществ (полужидких отбросов) колеблется от 0,5 до 1,0 фунта на извлеченный фунт БПК5. Производимые полужидкие отбросы довольно стабильны и имеют уровень отбора O2 менее чем 10 мг/л O2/г ОСВТВ/ч. Одним из основных технологических преимуществ периодического или циклического процесса расширенной аэрации (Справочник по разработкам Агентства по охране окружающей среды. Системы очистки и сброса сточных вод на местах, окт. 1980), используемого в системе с ПДРА является то, что он обеспечивает нитрификацию и денитрификацию в дополнение к углеродному восстановлению БПК5 и устранению твердых веществ без добавления метанола в качестве органического источника углерода. Слой полужидких отбросов действует как внутренний органический источник углерода. В дополнение к этому денитрификация способствует поддержанию щелочности. Это предотвращает снижение pH, что может вести к росту волокнистых образований и комковатости полужидких отбросов. Поддержание щелочности имеет особые преимущества в регионах с низкой естественной щелочностью. Именно этот уникальный циклический процесс позволяет системе с ПДРА производить нитрификацию и денитрификацию. В течение аэрации происходит биологическое окисление и смешивание. Размеры нагнетателя обычно обеспечивают от 1,4 до 1,6 кг O2 на кг используемого БПК в день. Для стоков очень малой концентрации они подаются для смешивания в соотношении 2:100 (при нормальных условиях) к объему реактора. В течение аэрации существует избыток кислорода, и Nitrosomonas sp. (нитрозомонас) окисляют аммонийный азот (N/NH3) до нитритного азота (N/NO2). Nitrobacter sp. (нитробактерии) далее окисляют нитритный азот (N/NO2) до нитратного азота (N/NO3). Оба этих типа бактерий появляются естественным образом в результате процесса периодической или циклической расширенной аэрации ПЦРА. Нитратный, нитритный, аммонийный и органический азот в сточных водах взаимосвязаны. Все эти формы азота, равно как и газообразный азот, биохимически взаимопревращаемы. Аммиак обычно присутствует в больших количествах в неочищенных домашних сточных водах, а нитраты присутствуют лишь в небольших количествах. Однако в оттоках обычных установок нитрифицирующей биохимической очистки нитрат присутствует в концентрациях до 50 мг нитратного азота на 1 л. Нитрит является промежуточным состоянием азота как при окислении аммиака до нитрата, так и при восстановлении нитрата до газообразного азота. Такое окисление происходит в системе с ПДРА. В течение периодов без аэрации (отстоя и декантации) уровень РК в слое полужидких отбросов (СТВВЖ) приближается к нулю. Недостаток молекулярного кислорода (O2) побуждает Pscudomonas sp. (псевдомонады) и другие денитрифицирующие бактерии использовать кислород, связанный в нитратных молекулах (NO3). Затем эти бактерии восстанавливают нитратные молекулы до азота (N2) и кислорода (O2). Молекулярный азот (N2) (газ) выпускается в атмосферу, а бактерии используют высвобожденный кислород (O2). Таким образом, чередование кислородных и бескислородных периодов в резервуаре с ПДРА способствует устранению 95 % или более аммонийного азота (N/NH3) из потока сточных вод. Дополнительное устранение азота достигается путем ассимиляции (абсорбирования и включения) азота в бактериальную клеточную массу для удовлетворения метаболических нужд. Этот азот устраняется из системы, когда избыток полужидких отбросов устраняется из резервуара для ПДРА. Данные практики показывают, что концентрация азота в массе полужидких отбросов находится между 5 и 8 % от веса сухого материала. Устранение питательных веществ и высококачественные параметры очистки третичных систем могут быть достигнуты и при использовании вторичной системы очистки с ЦРНППДРА. Таким образом, главной целью изобретения является обеспечение улучшенной системы очистки сточных вод. Другие цели: – обеспечение системы очистки сточных вод для удовлетворения конкретных нужд использования, которая требует лишь один резервуар или несколько резервуаров, работающих в параллельном режиме; – обеспечение УСП, полного рассеивания скорости притока с Qmax = 7, что уменьшает гидравлическую турбулентность, которая может вызвать неустойчивость СТВВЖ в течение фаз оседания и декантации цикла обработки; – создание предотстойной зоны, сквозь которую могут пройти лишь оседающие твердые вещества, для достижения разложения притока и отбора микроорганизмов путем предварительного расслоения. Данная цель достигается благодаря наличию в конструкции перегородки, окружающей сборник УСП, подвешенной над дном резервуара и вытянутой по вертикали в направлении верха резервуара; – создание в резервуаре области основной аэрации, включающей систему подачи воздуха, такую как нагнетатель или компрессор с моторным приводом, для подачи воздуха ко многим погруженным рассеивателям воздуха, установленным внутри резервуара и предпочтительно расположенным вблизи дна резервуара; – обеспечение декантации отстоя из-под поверхности жидкости в резервуаре. Эта цель достигается с помощью плавучего декантатора, расположенного на установленном расстоянии от противоположного конца резервуара, равном примерно половине расстояния от декантатора до предотстойной секции и благодаря такому расположению снижающего скорость потоков внутри резервуара приблизительно вдвое, улучшая этим качество отстоя; – обеспечение программируемой последовательности аэрации, осаждения и декантации в цикле обработки, которые для типичной эксплуатации занимают по времени 50 % на аэрацию, 25 % на осаждение и остальные 25 % времени на декантацию. Этой цели служит программный таймер. Другие цели и преимущества, такие как низкая потребность в кислороде, улучшенная нитрификация и денитрификация, уменьшение потребности в энергии в течение периодов низкого притока и долгих простоев, улучшение оседания, меньший сброс полужидких отбросов, минимум наблюдения со стороны обслуживающего персонала, сохранение тепла, пиковые уровни БПК5, которые не ведут к резким изменениям в популяции микроорганизмов, уменьшение капиталовложений, расходов на строительство и эксплуатацию Таким образом создана система очистки сточных вод, практически состоящая из одного резервуара; системы подачи притока; уравнивающего скорость притока сборника, в который вначале поступает подаваемый приток, расположенного внутри резервуара, окруженного цилиндрической перегородкой, подвешенной над дном резервуара и идущей приблизительно со дна до верха резервуара, таким образом обеспечивая предотстойную зону, сквозь которую могут проходить лишь оседающие твердые вещества; устройств для аэрации в главном резервуаре; погруженных рассеивателей воздуха; плавучего декантатора для декантирования оттока из-под поверхности жидкости; ряда плавучих переключателей с регулируемой глубиной; программируемого таймера; люка и крышки для доступа, расположенной приблизительно над сборником У.С.П. и в этой системе различные упомянутые составляющие функционируют совместно, обеспечивая минимальную гидравлическую турбулентность и наилучшее качество отстоенного оттока даже при избыточной подаче притока. | Миграция населения и промышленности за пределы городской канализационной сети привела к широкому использованию перегнивательных резервуаров для перегнивания (септиков). При отсутствии эффективного оборудования было невозможным осуществление достаточных мер по предотвращению насыщения почвы канализационными отходами и воздействия этих отходов на подземные грунтовые воды, часто используемые в домах и в городском хозяйстве в качестве чистой (питьевой) воды. Имело место значительное количество аварий септиков и связанных с ними керамических труб. Зловонные, насыщенные микробами сточные воды часто выходят на поверхность в пределах и вблизи населенных районов; кроме того, во многих местах имело место загрязнение колодезной воды. Септики являются анаэробными системами очистки сточных вод и обладают многими недостатками. В настоящее время широко используются аэробные системы очистки сточных вод, которые разработаны с учетом принятых критериев в отношении коэффициента нагрузки, времени удержания, аэрирования и тому подобного. Колебания загрузки в системе требуют постоянного контроля и обслуживания для обеспечения надлежащей очистки. Ввиду этого многие сантехнические службы не рекомендуют использование аэробных систем очистки сточных вод для жилых домов. В связи с этим существует рыночная потребность в системе очистки сточных вод, которая обеспечивала бы гидравлику потока и подвод кислорода, необходимые для оптимизации аэробных процессов и не обладала бы недостатками септика. Общепринятая анаэробная система септика, то есть использование деятельности бактерий при отсутствии кислорода, обладает следующими недостатками. В подземных системах удаления сточных вод, каковыми являются септики, неочищенные сточные воды попадают в бетонный резервуар через подземную входную трубу. Внутри резервуара биохимическая деятельность превращает часть твердых веществ в сточных водах в жидкую форму и часть в газ. В результате образуется три слоя стоков. Твердые вещества погружаются на дно и образуют слой полужидких отбросов. Маслянистые вещества, которые легче воды, плавают на поверхности и образуют слой пены, который лежит на жидкости, то есть на очищенных сточных водах, занимающих большую часть объема системы. Такие системы располагаются в котлованах без зазора между грунтом и стенками для предотвращения возможного прорыва из-за нарастания давления. Расположение очистной системы может быть обозначено на поверхности непосредственно над отверстием для откачки. Когда слой полужидких отбросов вырастает до достаточных размеров, необходимо, чтобы профессиональная бригада по очистке септиков выкачала содержимое резервуара. В силу конструкции септика возможен обратный ход пены и полужидкого материала по входной трубе в канализационную систему дома. Периодическая очистка резервуара для сточных вод может оказаться дорогостоящей, но она безусловно необходима, так как септик, в сущности, является системой порционной обработки стоков. Улучшения в технологии обработки сточных вод были сделаны путем разработки резервуаров из стекловолокна для септиков вместо бетонных резервуаров. Технология очистки сточных вод также продвинулась в направлении систем аэробного типа, таких как система, описанная в патенте США № 3834536. Наиболее близким к изобретению является устройство для аэробной очистки сточных вод (авт. св. СССР № 983076, 1982), которое, как и предлагаемое, включает в себя резервуар, устройство для аэрации и рассеивания воздуха, средство для подачи и приема подаваемых стоков и устройство для декантации. Средство для приема стоков представляет собой емкость, закрытую в нижней части и открытую сверху и окруженную перегородкой, расположенной с зазором по отношению к емкости и днищу резервуара |
| 5 | Система очистки сточных вод | Патент РФ № 2293064 (опубликован 10.02.2007) | Калантаров О.К. (RU), Чесалов С.М. (RU), Симаков Ю.Г. (RU) | Поставленная задача решается за счет того, что система очистки сточных вод содержит последовательно соединенные между собой водосточный коллектор, камеру отстойника и биоплато с высшей водной растительностью, в которое внесен ил, биоценоз которого приспособлен для интенсивной очистки сточных вод и содержит микроорганизмы – деструкторы нефти и аэробные микроорганизмы, причем стенки камеры отстойника и биоплато выполнены из коробчатых габионных конструкций, внешние грани которых образованы каменным материалом изверженных и/или метаморфических пород, а внутреннее пространство заполнено известняком. Технический результат изобретения состоит в повышении качества и интенсивности очистки сточных вод от нефтепродуктов. Использование известняка создает благоприятные условия для развития и жизнедеятельности гидробионты, обеспечивающей дополнительную очистку сточных поверхностных вод. Известняк за счет высокой пористости и высокого содержания кальция создает необходимые условия для развития микроорганизмов и, как следствие, процессов самоочищения биоплато. Система очистки сточных вод содержит последовательно соединенные между собой коллектор, отстойную камеру и биоплато с высшей водной растительностью. Стенки отстойной камеры и биоплато выполнены из габионов. Каждый габион представляет собой сетчатые коробчатые контейнеры, внешние грани которых образованы каменным материалом изверженных и/или метаморфических пород, а внутреннее пространство заполнено известняком. В биоплато введены микрофлора и микроорганизмы, имеющие в своем составе штаммы бактерий псевдомонаса, родокков и дрожжей кандида, при этом использован ил, содержащий зооглеи и аэробные фракции микроорганизмов в смеси с микроорганизмами – деструкторами нефти, биоценоз которого приспособлен для наиболее интенсивной очистки воды. Для повышения эффекта очистки сточных вод от нефтепродуктов за счет микроорганизмов в биоплато вносится биопрепарат «Деворойл». Система очистки сточных вод работает следующим образом. Сточные воды поступали из водосточного коллектора сначала в отстойную камеру, где проходит механическая очистка воды и ее фильтрация во время прохождения через габионные конструкции. Затем самотеком вода поступает в биоплато, где посаженные в нем растения, например рогоз широколистный, биоценоз которых осуществляет биологическую очистку ливневых стоков с дороги. В биоплато введен ил, содержащий зооглеи и аэробные фракции микроорганизмов, биоценоз которых повышает интенсивность процесса очистки воды. Кроме того, внесенные в биоплато штаммы бактерий псевдомонаса, родокков и дрожжей кандида усиливали процесс разложения нефтепродуктов. Происходит иммобилизация тяжелых фракций в зооглеях ила с последующей утилизацией нефтеразлагающими бактериями, смешанными с илом. На зооглеях, содержащих нефть, развиваются бактерии, что указывает на интенсификацию разложения нефти, внесенной микрофлорой. В толще воды, помимо циклопов, появились дафнии (Daphnia magna). Количество навикул (диатомовые водоросли) уменьшилось, зато резко возросло количество других пеннуляций, указывающих на улучшение очистки воды. Вода биоплато может быть отнесена к В-мезосапробной зоне, в которой значительно улучшились процессы биологической очистки воды. В биоплато развиваются личинки поденок (Cloeon dipterum), которые указывают на отсутствие токсичных веществ в воде и на хорошую биологическую очистку воды. Микроскопический анализ ила показывает, что на зооглеях ила и в биоплато произошло массовое развитие молодых колоний бактерий в виде прироста, которым питаются циклопы, садящиеся на зооглеи и соскабливающие выросты бактерий челюстями. Развитие бактерий на зооглеях, содержащих нефть, также указывает на интенсификацию разложения нефти внесенной микрофлорой. Таким образом, предложенная система очистки сточных вод обеспечивает повышение качества очистки сточных вод и интенсивность процесса очистки за счет использования известняка, который обладает повышенной пористостью по сравнению с гранитом, щебнем, гнейсом и имеет в своем химическом составе кальций, и внесения в биоплато вместе с илом активной гидробионты (биопрепарат «Деворойл»), что создает необходимые благоприятные условия для развития и жизнедеятельности микроорганизмов | Изобретение относится к устройствам комплексной очистки сточных вод и может быть использовано для отвода и очистки поверхностных стоков дождевых, талых и поливомоечных вод с автомобильных, железных дорог, а также для очистки на предприятиях нефтяной, нефтехимической промышленности. Наиболее близким техническим решением является система очистки сточных вод, содержащая последовательно соединенные между собой водосточный коллектор, отстойную камеру и биоплато с высшей водной растительностью (см. патент России № 2200802, кл. C 02 F 1/00, 2001 г.). Недостатками известных устройств является недостаточно интенсивная очистка сточных вод от нефтепродуктов. Задачей настоящего изобретения является повышение качества очистки сточных вод от нефтепродуктов за счет интенсификации биологических процессов в биоплато |
| 6 | Штамм rhodotorula sp. для очистки почв, вод, сточных вод, шламов от нефти и нефтепродуктов | Патент РФ № 2526496 (опубликован 20.08.2014) | Авторы: Маркарова М.Ю. (RU), Щемелинина Т.Н. (RU), Анчугова Е.М. (RU) | Задачей изобретения является получение нового штамма бактерии, обеспечивающего разрушение растворенных в воде нефтепродуктов загрязненных водоемов и сточных вод, а также нефти и нефтепродуктов в загрязненной почве. Штамм Rhodotorula sp. 51-18-2 (номер, присвоенный штамму авторами) выделен в 2001 году из пробы почвы Усинского района Республики Коми, изъятой в подфакельной зоне после завершения эксплуатации объекта. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов, номер VKM Y-2993D. В классификации микроорганизмов по группам патогенности Санитарно-эпидемиологических правил СП 1.3.2322-08 от 1 мая 2008 г. «Безопасность работы с микроорганизмами III–IV групп патогенности (опасности) и возбудителями паразитарных болезней» данный вид (род) не значится. Описание условий, необходимых для культивирования штамма: среда для культивирования следующего состава: на 1000 мл воды – сахароза 20 г, NaNO3 – 3,0 г; KH2PO4 – 1,0 г; KCl – 0,5 г; MgSO4×5H2O – 0,5 г; алканы – 10 г, 15–25 °C, 3–5 суток в условиях жидкофазной ферментации. Штамм характеризуется следующими признаками: колонии ярко-розовые, выпуклые, гладкие, блестящие слизистые, край ровный; клетки овальные, крупные, 3–7 × 4–15 мкм, почкование полярное. Режим хранения штамма – длительное хранение в лиофилизированной форме в плотно запаянных стеклянных ампулах. Кратковременное хранение (для подготовки биомассы с целевым использованием) – периодические пересевы – 1 раз в 2 месяца с хранением выросшей чистой культуры на скошенном агаре среды следующего состава: на 1000 мл воды – сахароза 30 г, NaNO3 – 3,0 г; KH2PO4 – 1,0 г; KCl – 0,5 г; MgSO4×5H2O – 0,5 г; агар микробиологический – 20,0; в закрытых пробирках в холодильнике при температуре не выше +6 и не ниже +1 °C. Способность штамма к биодеструкции нефти и нефтепродуктов изучали в лабораторных опытах со сточной водой и пробами загрязненных нефтью почв, результаты приведены в примерах ниже. Пример 1. Разрушение углеводородов в воде Для изучения углеводородокисляющих свойств штамма был проведен опыт в присутствии сырой нефти. На 1 л воды добавляли NaNO3 – 2,0 г; KH2PO4 – 1,0 г; KCl – 0,5 г; MgSO4×5H2O – 0,5 г, раствор разливали в 250-миллилитровые колбы по 100 мл, стерилизовали их в течение часа в автоклаве, охлаждали до комнатной температуры, затем до температуры экспозиции в холодильнике, после чего проводили заражение содержимого колбы предварительно приготовленной суспензией живой культуры Rhodotorula sp. 51-18-2 Р-Y-2993D с титром живых клеток 10 млрд клеток на 1 мл в количестве 1 мл на колбу. Контрольную колбу микроорганизмами не заражали. Во все колбы добавляли по 0,5 г сырой нефти. Условия опыта – температура 0…+2°C, +25 °C. Длительность 10 суток. Содержание нефти в почве анализировали методом флуориметрии на анализаторе жидкости «Флюорат-02» в соответствии с ПНД Ф 16.1.21-98 (Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв на анализаторе жидкости «Флюорат-02». ПНД Ф 16.1.21-98. M., 1998. 15 с.). Результаты анализа концентрации углеводородов таковы: в присутствии штамма Rhodotorula sp. 51-18-2 Р-Y-2993D происходит снижение концентрации растворенных в воде углеводородов, усиливающееся при повышении температуры от +2 до +25 °C от 56 до 91 %. Пример 2. Разрушение углеводородов в почве Для опыта брали почву (песок), загрязняли ее нефтью в количестве 150 мг/г. В почвенные пробы вносили суспензию штамма Rhodotorula sp. 51-18-2 Р-Y-2993D с титром клеток 1010 в количестве мл на 1 кг пробы. Условия опыта: температура 25 °C и 5 °C в течение 15 суток. Содержание нефти в почве анализировали методом флуориметрии на анализаторе жидкости «Флюорат-02» в соответствии с ПНД Ф 16.1.21-98 (Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв на анализаторе жидкости «Флюорат-02». ПНД Ф 16.1.21 – 98. М., 1998. 15 с.) Как видно из представленных в таблице результатов – в сравнении с контролем, в почвенных пробах произошло снижение концентрации нефти в течение опыта как при комнатной температуре, так и в более холодных условиях. Таким образом, штамм Rhodotorula sp. 51-18-2 Р-Y-2993D можно использовать для очистки нефтезагрязненных почв и водоемов как в нормальных условиях, так и в условиях холодного климата. | Известны штаммы Micobacterium flavescens ВКПМ – В-6000, Micobacterium sp. ИЖ-4, Rhodococcus sp. 56д, Acinetobacter sp. HB-1 (Патент РФ № 2191752, опубликовано 27.10.2002 г., приоритет 27.09.1999 г.; Патент РФ № 2191753, опубликовано 27.10.2002 г., приоритет 27.09.1999 г.). Недостатком этих культур является узкий диапазон pH среды 6,8-8,0). Известны штаммы Mycobacterium phlei и Pseudomonas aeruginosa (Патент РФ № 2053206, опубликовано 27.01.1996 г., приоритет 29.09.1994 г.), применяемые для биодеструкции углеводородов нефтепродуктов в окружающей среде в теплое время года. Однако эти штаммы неэффективны в воде ниже 12°C. Кроме того, вид Pseudomonas aeruginosa относится к условно-патогенным микроорганизмам и использование в открытых системах недопустимо. |
Практическое задание 6
Поиск и анализ инновационных технических решений в области средств индивидуальной защиты пожарных
Тема 2. Анализ технических решений
Цель: получить практические навыки поиска и анализа инновационных технических решений в области пожарной безопасности (на примере средств индивидуальной защиты пожарных).
Алгоритм выполнения
1. Изучить алгоритм поиска и анализа инновационных технических решений в области средств индивидуальной защиты пожарных.
2. Ознакомиться с теоретической частью электронного учебника.
3. Оформить результаты в виде таблицы.
Бланк выполнения задания 6
Форма для выполнения задания
| № п/п | Наименование инновационного технического решения | Описание документа источника | Сведения об авторах и организации | Описание сущности инновационного решения | Результаты анализа достоинств и недостатков |
| 1 | | | | | |
| 2 | | | | | |
| 3 | | | | | |
| 4 | | | | | |
| 5 | | | | | |
Образец выполнения задания 6
| № п/п | Наименование инновационного технического решения | Описание документа-источника | Сведения об авторах и организации | Описание сущности инновационного решения | Результаты анализа достоинств и недостатков |
| 1 | Защитный костюм пожарного | Патент РФ № 2193426 (опубликован 27.11.2002) | Автор: Тян М.В. | Задачей настоящего изобретения является увеличение возможности продолжительной работы в очаге пожара за счет снижения температуры в подкостюмном пространстве. Указанная задача решена за счет того, что защитный костюм пожарного, изготовленный заодно со шлемом из термостойкого изолирующего материала, надеваемый поверх боевой одежды пожарного, выполненный в виде комбинезона и имеющий защитный наплечник, соединенный с приборной доской, и охлаждающую систему с воздуходувкой, закрепленной на приборной доске, и термобатареями, выполнен в виде комбинезона так, что часть поверхности боевой одежды на тыльной стороне им не перекрывается, охлаждающая система содержит закрепленную на приборной доске вихревую трубку для разделения потока воздуха и выброса его горячей части в атмосферу, а холодной – в подшлемное пространство, а термобатареи вмонтированы в защитный наплечник так, что горячие спаи находятся на его передней части, а холодные – на тыльной. Кроме того, поставленная задача решена и за счет того, что на линии от охлаждающей системы к шлему имеется воздушный фильтр | Известен защитный костюм пожарного, изготовленный заодно со шлемом из термостойкого изолирующего материала, надеваемый поверх боевой одежды пожарного, выполненный в виде комбинезона и имеющий защитный наплечник, соединенный с приборной доской, и охлаждающую систему с воздуходувкой, закрепленной на приборной доске, и термобатареями (SU 1233851, кл. А 41 D 13/00, 1986). Данное решение принято в качестве ближайшего аналога. Однако оно имеет недостатки, заключающиеся в быстром возрастании температуры подкостюмного пространства как за счет теплового потока от очага пожара, так и тепла, выделяемого телом человека, что не позволяет достаточно долго работать в очаге пожара |
| 2 | Огнезащитный костюм | Патент РФ № 2193425 (опубликован 27.11.2002) | Авторы: Очкуренко В.И. (UA), Мычко А.А. (UA), Бегун В.П. (UA) Патентообладатель: ООО Научно-производственное предприятие «ИНДЭКС» ЛТД (UA) | В заявляемом огнезащитном костюме, содержащем наружное покрытие, выполненное из гибкой металлической ткани, и теплоизолирующий пакет, верхний, промежуточный и нижний слои которого образованы материалами из термостойких волокон, в отличие от прототипа верхний слой пакета с наружной стороны имеет металлизированное термоотражающее покрытие, при этом нижний слой пакета образован пропитанным огнестойким составом материалом из шерстяных волокон, а между промежуточным и нижним слоями пакета размещена полимерная пленка с наружным металлизированным покрытием, при этом костюм дополнительно содержит прилегающий к теплоизолирующему пакету гигиенический слой, выполненный из хлопчатобумажной ткани. Задачей заявляемого технического решения является создание более надежного огнезащитного костюма, то есть более устойчивого к высоким тепловым нагрузкам и контакту с открытым пламенем, а также обеспечивающего непроницаемость влаги, пара и агрессивных веществ в подкостюмное пространство, создание более комфортного подкостюмного микроклимата. Наличие в заявляемом костюме металлизированного термоотражающего покрытия на наружной стороне верхнего слоя теплоизолирующего пакета значительно повышает устойчивость костюма к высоким тепловым нагрузкам и контакту с открытым пламенем за счет отражения покрытием до 80 % теплового излучения, а также одновременно укрепляет структуру теплоизолирующего пакета костюма. Кроме того, за счет высокой теплопроводности термоотражающего покрытия происходит равномерное распределение тепловой нагрузки по всей поверхности костюма, в результате чего не происходит локального прогрева пакета, приводящего к термическому разрушению. Выполнение нижнего слоя теплоизолирующего пакета из пропитанного огнестойким составом материала из шерстяных волокон позволяет не только сохранить устойчивость теплоизолирующего пакета к воздействию тепловых нагрузок, но и одновременно значительно повысить теплозащиту пакета, т. к. материал из шерстяных волокон по сравнению со стеклотканью, используемой в прототипе, обладает высокой теплоемкостью и низкой теплопроводностью, что создает комфортный микроклимат в подкостюмном пространстве. Наличие в заявляемом костюме полимерной пленки с наружным металлизированным покрытием, расположенной между промежуточным и нижним слоями теплоизолирующего пакета, является одновременно дополнительным тепловым барьером, что создает комфортный микроклимат в подкостюмном пространстве, а также обеспечивает непроникновение влаги, пара, агрессивных веществ в подкостюмное пространство, не создавая угрозу здоровью человека. Расположение металлизированной полимерной пленки именно между промежуточным и нижним слоями теплоизолирующего пакета предотвращает ее от термического разрушения. Наличие в заявляемом костюме прилегающего к теплоизолирующему пакету гигиенического слоя, выполненного из хлопчатобумажной ткани, обладающей гигроскопическими свойствами, обеспечивает комфортный микроклимат в подкостюмном пространстве, улучшает самочувствие работающего | Известен теплозащитный костюм фирмы «La Spirotechnique», предназначенный для защиты от высоких температур и открытого пламени 1. Костюм выполнен трехслойным. Верхний слой выполнен из металлизированной асбестовой ткани, средний слой из полихлорвиниловой пленки, нижний – хлопчатобумажной подкладки. Известный костюм обладает низкой надежностью, т. к. при температуре 500 °С происходит обезвоживание волокон, что приводит к потере механической прочности костюма. Кроме того, использование материалов из асбестового волокна опасно для здоровья людей. Известен термозащитный костюм ТК-800, предназначенный для работы вблизи от очага пожара и контакта с открытым пламенем, состоящий из верхнего съемного чехла, выполненного из металлизированной асбестофенилоновой ткани и теплоизолирующей подстежки, верхний слой которой выполнен из эластискожи-Т, а последующие слои выполнены из шерстяного войлока, помещенного между слоями огнестойкой бязи. Известный костюм имеет ограниченное время работы в условиях интенсивного теплового излучения и контакта с открытым пламенем, т. к. асбестофенилоновая ткань обладает недостаточной термостойкостью, и входящие в состав ткани фенилоновые волокна начинают деструктировать при температуре 370 °С, а асбестовые – 500 °С, в результате чего происходит потеря механической прочности верхнего слоя. Кроме того, применение материалов из асбестового волокна опасно для здоровья. Известен предназначенный для прохождения через огонь огнезащитный костюм, выбранный в качестве прототипа, содержащий наружное покрытие, выполненное из гибкой металлической ткани, и теплоизолирующий пакет, верхний и нижний слои которого образованы стеклотканью, а промежуточный слой выполнен из термостойкого волокнистого материала. В известном костюме выполнение нижнего слоя теплоизолирующего пакета из стеклоткани, обладающей высокой теплопроводностью, создает дискомфортный микроклимат в подкостюмном пространстве во время эксплуатации костюма. Кроме того, во время проведения аварийно-спасательных работ в известном костюме возможно попадание влаги, пара и агрессивных веществ в подкостюмное пространство, что может привести к термическим и химическим ожогам работающего |
| 3 | Костюм боевой одежды спасателей, действующих в условиях горящих объектов при наличии летящих и падающих предметов разрушающегося объекта | Патент РФ № 2538461 (опубликован 10.01.2015) | Авторы: Кочетов О.С. (RU), Тараканов А.Ю. (RU) Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России» (федеральный центр науки и высоких технологий) (RU) | Технически достижимый результат – повышение эффективности и надежности конструкции одежды спасателей, действующих в условиях горящих объектов при наличии летящих и падающих предметов разрушающегося объекта, а также при наличии радиоактивного излучения. Это достигается тем, что в костюме боевой одежды спасателей, действующих в условиях горящих объектов при наличии летящих и падающих предметов разрушающегося объекта, содержащем боевую одежду спасателей, обладающую огнезащитными свойствами и состоящую из куртки с рукавами и капюшоном с защитным прозрачным элементом, расположенным в рабочем состоянии на лицевой части головы, а также брюк с подтяжками и жестким ремнем и сапог из огнезащитного и устойчивого к механическим воздействиям сейсмического характера материала, причем в качестве ткани для верха боевой одежды используется термостойкая ткань из пряжи из полифениленоксадиазольного волокна и комплексной нити «Русар», а также содержащем защитный шлем фирмы «Cromwell F600» с высоким уровнем комфортности и жилет защитный. Жилет защитный состоит из тканевой подкладки, соединенной с защитной оболочкой, в тканевой подкладке закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов на поясном ремне брюк, а защитная оболочка крепится на упругих каркасных стойках и содержит внешний и внутренний защитные пакеты, между которыми размещена прокладка, выполненная в виде ленты с зафиксированными складками, размещенными с постоянным шагом со стороны защищаемого объекта, и помещена последовательно в две внешние оболочки, а внешний пакет, обращенный в окружающую оператора среду, выполнен многослойным, причем каждый слой изготовлен в виде связанных между собой колец, в качестве материала которых использована нержавеющая сталь, при этом слои расположены с перекрытием просвета колец их сочленением, а внутренний защитный пакет выполнен трехслойным, при этом слой, контактирующий с внешний оболочкой, и слой, обращенный к телу оператора, выполнены из перфорированного полимерного материала, например арамидного волокна, а промежуточный слой, расположенный между ними, выполнен упругим из упругих сетчатых элементов, при этом плотность сетчатой структуры упругоэластичных сетчатых элементов находится в оптимальном интервале величин 1,2 г/см3. Материал проволоки упругих сетчатых элементов – сталь марки ЭИ-708, диаметр ее находится в оптимальном интервале величин 0,09 мм. | Недостатком известного костюма боевой одежды спасателей, действующих в условиях горящих объектов при наличии летящих и падающих предметов разрушающегося объекта, является его слабая степень защиты от механического воздействия колющих и режущих предметов разрушающегося объекта, а также от радиоактивного излучения. В настоящее время для защиты от механического воздействия колющих и режущих предметов, летящих и падающих от разрушающегося объекта, известен жилет защитный по патенту РФ № 2426059 (аналог заявленного объекта), состоящий из тканевой подкладки, в которой закреплены упругие каркасные стойки посредством фиксаторов на поясном ремне, где закреплена защитная оболочка от механического воздействия |
Практическое задание 7
Поиск и анализ инновационных технических решений в области средств индивидуальной защиты рабочих машиностроительных производств
Тема 2. Анализ технических решений
Цель: получить практические навыки поиска и анализа инновационных технических решений в области средств индивидуальной защиты рабочих машиностроительных производств.
Алгоритм выполнения
1. Изучить алгоритм поиска и анализа инновационных технических решений в области охраны труда.
2. Ознакомиться с теоретической частью электронного учебника.
3. Оформить результаты в виде таблицы.
Бланк выполнения задания 7
Форма для выполнения задания
| № п/п | Наименование инновационного технического решения | Описание документа-источника | Сведения об авторах и организации | Описание сущности инновационного решения | Результаты анализа достоинств и недостатков |
| 1 | | | | | |
| 2 | | | | | |
| 3 | | | | | |
| 4 | | | | | |
| 5 | | | | | |